DE102011100244A1 - Method for measuring a conducted good current by means of microwaves, sensor arrangement and device with a sensor arrangement - Google Patents

Method for measuring a conducted good current by means of microwaves, sensor arrangement and device with a sensor arrangement Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung eines leitungsgeführten Gutstroms mittels Mikrowellen, einer Sensoranordnung zur Messung eines leitungsgeführten Gutstroms mittels Mikrowellen und eine Vorrichtung mit einer Sensoranordnung sowie die Verwendung eines monostatischen Dauerstrichradars zur Messung eines in Bewegung befindlichen Gutstroms aus Teilchen in einem Leitungssystem. Dies hat den Vorteil, dass der Gutstrom aus Teilchen quantitativ erfasst werden und/oder gezählt werden kann.The invention relates to a method for measuring a line-guided material flow using microwaves, a sensor arrangement for measuring a line-guided material flow using microwaves, and a device with a sensor arrangement, and the use of a monostatic continuous wave radar for measuring a material flow in motion in a line system. This has the advantage that the material flow from particles can be recorded quantitatively and / or counted.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung eines leitungsgeführten Gutstroms mittels Mikrowellen, eine Sensoranordnung und eine Vorrichtung mit einer Sensoranordnung, sowie die Verwendung eines monostatischen Dauerstrichradars zur Messung eines in Bewegung befindlichen Gutstroms aus Teilchen in einem Leitungssystem.The invention relates to a method for measuring a conducted good current by means of microwaves, a sensor arrangement and a device with a sensor arrangement, and the use of a monostatic continuous wave radar for measuring a moving good flow of particles in a line system.

In zahlreichen industriellen Anwendungen werden Gutströme pneumatisch oder frei fallend durch Leitungssysteme gefördert. Bei dem geförderten Material handelt es sich um Teilchen, wie z. B. Körner, Granulate, Schrote, grobkörnige Pulver etc. Anwendungsbeispiele sind die pneumatische oder frei fallende Förderung von Körnern, Granulaten, Pulver und Schroten in z. B. landwirtschaftlichen Sämaschinen und pneumatischen Düngerstreuern, der Lebensmittel- und Futtermittelindustrie, der Baustoffindustrie oder in der Produktion, wie beispielsweise die Förderung von Kunststoffgranulat zu Spritzgussmaschinen.In many industrial applications, flows are conveyed pneumatically or freely falling through piping systems. The conveyed material is particles, such as. As grains, granules, shot, coarse-grained powder, etc. Application examples are the pneumatic or free-falling promotion of grains, granules, powder and shot in z. As agricultural seeders and pneumatic fertilizer spreaders, the food and feed industry, the building materials industry or in production, such as the promotion of plastic granules to injection molding machines.

Ein Anwendungsbereich aus dem Stand der Technik, auf den im Folgenden näher eingegangen werden soll, sind landwirtschaftliche Sämaschinen. Bei Einzelkornsämaschinen ist jedem Säschar eine Dosiereinheit z. B. für Mais, Bohnen, pillierte Zuckerrübensamen oder ähnliches zugeordnet. Bei sogenannten Drillmaschinen hingegen wird das Saatgut, z. B. Getreide aller Art, Rapssamen, Grassamen oder Ähnliches, aus einem Behälter proportional zur Fahrgeschwindigkeit über eine Dosiereinheit einem Verteilsystem zugeteilt. Das Saatgut wird in der Folge entweder frei fallend, sogenannter mechanischer Sämechanismus, oder mittels Luftstrom, sogenannter pneumatischer Sämechanismus, durch eine Vielzahl von Leitungen zu den Säscharen gefördert. Bei pneumatischen Drillmaschinen wird im Allgemeinen das Saatgut von einer Dosiereinheit über eine Hauptleitung im Luftstrom in kugelsegmentförmige Verteilköpfe von unten eingeblasen. Im Verteilkopf wird der Gutstrom in Säleitungen verteilt. Die Säleitung, die sogenannte Saatpfeife, fördert das Saatgut zu jeweils einem Säschar, welches das Saatgut im Boden ablegt. Hierbei wird eine Vielzahl von Säscharen eingesetzt, z. B. bei einem Säscharabstand von 15 cm entsprechend 60 Säschare bei 9 m Arbeitsbreite. Die Dosierung des Saatguts erfolgt entsprechend einer Kalibrierung proportional zur Fahrgeschwindigkeit, so dass eine bestimmte Verteilung bezüglich Masse oder Anzahl der Saatkörner pro Flächeneinheit erreicht wird. Bei der Beurteilung der Verteilung ist die Längs-, d. h. die Verteilung in Fahrtrichtung, von der Querverteilung, d. h. die Verteilung über die Arbeitsbreite der Maschine, zu unterscheiden.A field of application from the prior art, which will be discussed in more detail below, are agricultural seed drills. In precision seed drills, each sowing coulter is equipped with a dosing unit z. B. for corn, beans, pilleted sugar beet seeds or the like assigned. In so-called seed drills, however, the seed, z. As cereals of all kinds, rapeseeds, grass seeds or the like, allocated from a container proportional to the vehicle speed via a metering unit a distribution system. The seed is subsequently either free-falling, so-called mechanical sowing mechanism, or promoted by means of air flow, so-called pneumatic sowing mechanism through a variety of lines to the coulters. In pneumatic seed drills, the seeds are generally blown from below by a metering unit via a main line in the air flow into spherical segment-shaped distribution heads. In the distribution head, the material flow is distributed in seeding pipes. The Säleitung, the so-called seed pipe, promotes the seed to each a coulter, which deposits the seed in the ground. Here, a variety of coulters is used, for. B. at a Säscharabstand of 15 cm corresponding to 60 coulters at 9 m working width. The metering of the seed is carried out according to a calibration proportional to the driving speed, so that a certain distribution in terms of mass or number of seeds per unit area is achieved. In judging the distribution, the longitudinal, i. H. the distribution in direction of travel, from the lateral distribution, d. H. the distribution over the working width of the machine, to distinguish.

Problematisch beim Einsatz pneumatischer Sämaschinen sind:

  • – die Erfassung einer allmählichen oder teilweisen Blockade bzw. Verstopfung der Leitung,
  • – die Messung des tatsächlichen Durchsatzes, d. h. der Masse und/oder der Anzahl der Körner pro Zeiteinheit, und
  • – die Verteilgenauigkeit in Längs- und Ouerverteilung.
The problem with the use of pneumatic seed drills are:
  • The detection of a gradual or partial blockage or obstruction of the pipeline,
  • The measurement of the actual throughput, ie the mass and / or the number of grains per unit time, and
  • - the distribution accuracy in longitudinal and Ouerverteilung.

Aus dem Stand der Technik sind zahlreiche Lösungen bekannt, um einen leitungsgeführten Gutstrom zu erfassen. Insbesondere bei Sämaschinen sind folgende Sensoren bekannt: optische Sensoren, die reflektiv oder transflektiv mit einem oder mehreren Lichtdetektoren, z. B. einem Phototransistor, wirken, mechanische Sensoren wie einen Stift im Gutstrom mit angekoppeltem Piezoelement zur Zählung auftreffender Partikel, Körperschallsensoren zur Messung des Körperschalls beim Auftreffen von Körperchen, die Messung der Impulsenergie beim Auftreffen auf ein Piezoelement oder eine Array aus Piezoelementen, radiometrische Sensoren mit Strahlungstransmission und Szintillationsdetektor, Ultraschallsensoren zur Messung der vom Gutstrom reflektierten Energie und kapazitive Sensoren als amplitudenbestimmendes Element in einer Oszillatorschaltung wie beispielsweise in der US 4,782,282 beschrieben.Numerous solutions are known from the prior art to detect a conducted good flow. Particularly in seeders, the following sensors are known: optical sensors, the reflective or transflective with one or more light detectors, z. As a phototransistor, mechanical sensors such as a pen in Gutstrom with coupled piezoelectric element for counting incident particles, structure-borne sound sensors for measuring the impact sound when hitting corpuscles, the measurement of pulse energy when hitting a piezoelectric element or an array of piezo elements, radiometric sensors Radiation transmission and scintillation detector, ultrasonic sensors for measuring the energy reflected by the material flow and capacitive sensors as an amplitude-determining element in an oscillator circuit such as in the US 4,782,282 described.

Auch eine Verwendung von Mikrowellenabsorption durch den Gutstrom, sogenannte TEM Transversal-Elektromagnetische. Mode, im Hohlraumresonator wie in US 4,246,469 beschrieben wurden vorgeschlagen.Also a use of microwave absorption by the material flow, so-called TEM transversal electromagnetic. Mode, in the cavity resonator as in US 4,246,469 have been described.

Hiervon finden in der aktuellen Praxis am häufigsten optische Sensoren zur Blockadeerkennung und Zählung meist großer Saatkörner, z. B. Mais, Sojabohnen, in Einzelkornsämaschinen Verwendung.Of these, optical sensors for blockade detection and counting of mostly large seed grains, for example, are most frequently used in current practice. As corn, soybeans, in precision seeders use.

Problem bei der Blockadeerkennung ist, dass diese nur auf vollständig oder weitgehend verstopfte Leitungen anspricht. Tritt eine Blockade des Säschares auf, so wird diese erst erkannt, wenn das Rohr bis zur Messstelle mit Material angefüllt ist. Teilblockaden mit verringertem Durchsatz sind schwer zu erkennen.The problem with blockage detection is that it responds only to completely or largely blocked lines. If a blockage of the coulter occurs, it will not be recognized until the tube has been filled with material up to the measuring point. Partial blockades with reduced throughput are difficult to recognize.

Die Zählung, d. h. die Durchsatzerfassung, ist meist nur bei großen Saatkörnern wie Mais und Sojabohnen möglich. Die Zählung der Körner mittels optischer Sensoren ist fehlerbehaftet, da Dopplungen durch überlappende Körner auftreten können. Eine sichere optische Zählung ist technisch sehr aufwändig.The count, d. H. the throughput detection, is usually only possible with large seeds such as corn and soybeans. The counting of the grains by means of optical sensors is faulty, since doublings can occur due to overlapping grains. A secure optical counting is technically very complex.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, Verfahren und Sensoranordnungen aus dem Stand der Technik zu verbessern.The object of the present invention is therefore to improve methods and sensor arrangements from the prior art.

Nach einem ersten Aspekt der Erfindung löst diese Aufgabe ein Verfahren zur Messung eines leitungsgeführten Gutstroms mittels Mikrowellen, wobei ein gesendetes Mikrowellensignal und ein vom Gut reflektiertes Empfangssignal überlagert werden und das sich daraus ergebende niederfrequente Schwebungssignal gemessen wird. Das zu sensierende Gut bewegt sich durch das gesendete Mikrowellensignal. Dieses Signal wird von dem zu sensierenden Gut diffus teilweise zurückgestreut bzw. reflektiert. Auf Grund des Dopplereffekts ist die Frequenz der reflektierten Welle proportional zur Geschwindigkeit des Guts verschoben. Durch eine Mischung des Sende- und des Empfangssignals entsteht das auszuwertende niederfrequente Schwebungssignal. According to a first aspect of the invention, this object is achieved by a method for measuring a conducted good current by means of microwaves, wherein a transmitted microwave signal and a received signal reflected by the good are superimposed and the resulting low-frequency beat signal is measured. The material to be sensed moves through the transmitted microwave signal. This signal is partially diffused back or reflected by the material to be sensed. Due to the Doppler effect, the frequency of the reflected wave is shifted in proportion to the velocity of the material. By mixing the transmit and receive signals, the low-frequency beat signal to be evaluated is produced.

Vorteilhafterweise wird aus der Amplitude des Schwebungssignals die Gutstrommenge bzw. die Größe der Körner berechnet. Dies ist möglich, da die Amplitude des Schwebungssignals proportional zur Gutstrommenge bzw. zur Größe der Körner ist.Advantageously, the Gutstrommenge or the size of the grains is calculated from the amplitude of the beat signal. This is possible because the amplitude of the beat signal is proportional to the amount of material flow or to the size of the grains.

Weiter kann aus der Frequenz des Schwebungssignals die Gutgeschwindigkeit berechnet werden. Dies ist möglich, da die Frequenz des Schwebungssignals proportional zur Gutgeschwindigkeit ist.Furthermore, the good speed can be calculated from the frequency of the beat signal. This is possible because the frequency of the beat signal is proportional to the good speed.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Sensoranordnung, die so ausgestaltet ist, dass ein erfindungsgemäßes Verfahren durchführbar ist.Another aspect of the invention relates to a sensor arrangement which is designed so that a method according to the invention can be carried out.

Hierbei kann die Sensoranordnung zur Messung eines leitungsgeführten Gutstroms mittels Mikrowellen mit einem Mikrowellensender und einem Mikrowellenempfänger so ausgestaltet sein, dass der Sender und der Empfänger so angeordnet sind, dass die Mikrowellen durch den Sender in einen Gutstrom gesendet werden und von dem Gutstrom auf den Empfänger reflektiert werden. Die Sensoranordnung aus Mikrowellensender und Mikrowellenempfänger sendet kontinuierlich elektromagnetische Wellen. Das zu sensierende Gut bewegt sich durch die ausgesandten Wellen. Die vom Sender ausgesandten elektromagnetischen Wellen werden von dem zu sensierenden Gut diffus teilweise zurückgestreut bzw. reflektiert. Durch die Überlagerung entsteht am Empfänger das Schwebungssignal, das dann entsprechend des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgewertet werden kann.In this case, the sensor arrangement for measuring a conducted good current by means of microwaves with a microwave transmitter and a microwave receiver be designed so that the transmitter and the receiver are arranged so that the microwaves are sent through the transmitter in a flow and reflected from the flow of goods to the receiver become. The sensor arrangement of microwave transmitter and microwave receiver continuously transmits electromagnetic waves. The good to be sensed moves through the emitted waves. The electromagnetic waves emitted by the transmitter are scattered back or reflected diffusely in part by the material to be sensed. Due to the superimposition, the beat signal is generated at the receiver, which can then be evaluated in accordance with the method according to the invention.

Von Vorteil ist, wenn der Sender Mikrowellen mit einer Frequenz von 0,2 GHz bis 600 GHz, insbesondere von 0,3 GHz bis 300 GHz, abstrahlt. Die Erfindung ist jedoch auch für Frequenzen von über 300 GHz anwendbar.It is advantageous if the transmitter radiates microwaves with a frequency of 0.2 GHz to 600 GHz, in particular from 0.3 GHz to 300 GHz. However, the invention is also applicable to frequencies of over 300 GHz.

Sender und Empfänger senden bzw. empfangen elektromagnetische Wellen mittels Antennen. Diese können daher Antennen aufweisen. Vorteilhafterweise sind die Antennen als planare oder Punktstrahlerantennen mit einer den Gutstrom abdeckenden Hauptkeule der Abstrahlcharakteristik ausgebildet.Transmitter and receiver transmit or receive electromagnetic waves by means of antennas. These can therefore have antennas. Advantageously, the antennas are designed as planar or spot antenna antennas with a main lobe covering the material flow of the emission characteristic.

Weiter von Vorteil ist, wenn die Sensoranordnung eine Leitung für den Gutstrom aufweist. Sender und Empfänger können dann in einem Winkel zum Leitungsverlauf angebracht werden, so dass von einer Antenne kontinuierlich elektromagnetische Wellen durch die Leitung gesendet werden.It is also advantageous if the sensor arrangement has a line for the material flow. Transmitter and receiver can then be mounted at an angle to the line path so that electromagnetic waves are continuously transmitted through the line by an antenna.

Es ist auch möglich, mehrere Sensoranordnungen an einer Leitung anzubringen. Diese können beispielsweise versetzt oder übereinander angeordnet werden. Auch eine Anordnung in einem rechten Winkel ist denkbar. Bei dieser ist die Berechnung einer Kreuzkorrelation möglich.It is also possible to attach several sensor arrangements to one line. These can for example be offset or arranged one above the other. An arrangement at a right angle is conceivable. With this the calculation of a cross-correlation is possible.

Jede Leitung kann eine pneumatische Förderung für den Gutstrom aufweisen. Bei einer pneumatischen Förderung wird das Gut durch Druckluft transportiert. Diese wird durch Komprimieren der Umgebungsluft in einem Kompressor erzeugt. Dadurch ist die Geschwindigkeit des transportierten Guts zu bestimmen. Zudem ist auch ein Transport entgegen der Schwerkraft möglich.Each line can have a pneumatic feed for the flow of material. In a pneumatic conveying the material is transported by compressed air. This is created by compressing the ambient air in a compressor. This determines the speed of the transported goods. In addition, a transport against gravity is possible.

Alternativ kann die Leitung abfallend angeordnet sein. Das Saatgut kann so durch die Schwerkraft transportiert werden.Alternatively, the line may be arranged sloping. The seed can thus be transported by gravity.

Von Vorteil ist weiter, wenn die Leitung aus einem für das Mikrowellensignal durchlässigen Material besteht. Dies kann insbesondere jedes nicht-metallische Material sein. Durch das Verfahren sowie durch eine erfindungsgemäße Sensoranordnung ist sowohl eine quantitative Erfassung als auch eine Zählung der Teilchen eines in Bewegung befindlichen Gutstroms bestehend aus Teilchen, sogenanntes particulate material, in einem Leitungssystem mit hoher Genauigkeit möglich.It is also advantageous if the line consists of a material permeable to the microwave signal. This may in particular be any non-metallic material. By the method and by a sensor arrangement according to the invention, both a quantitative detection and a count of the particles of a moving good stream consisting of particles, so-called particulate material, in a line system with high accuracy possible.

Ein dritter Aspekt der Erfindung umfasst eine Vorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Sensoranordnung.A third aspect of the invention comprises a device with a sensor arrangement according to the invention.

Diese Vorrichtung kann eine Sämaschine sein. Grundsätzlich sind jedoch alle Vorrichtungen erfasst, die eine Förderung eines in Bewegung befindlichen Gutstroms bestehend aus Teilchen in einem Leitungssystem betreffen. Dies können z. B. Körner, Granulate, Schrote oder grobkörnige Pulver sein. Neben landwirtschaftlichen Sämaschinen und pneumatischen Düngerstreuern sind insbesondere Maschinen der Lebensmittel- und Futtermittelindustrie, der Baustoffindustrie oder der Produktion, insbesondere zum Transport von Kunststoffgranulat zu Spritzgussmaschinen, erfasst.This device can be a seeder. In principle, however, all devices are covered, which relate to a promotion of a moving material flow consisting of particles in a pipe system. This can z. As grains, granules, shot or coarse-grained powder. In addition to agricultural seed drills and pneumatic fertilizer spreaders, especially machines of the food and feed industry, the building materials industry or of production, in particular for the transport of plastic granules to injection molding machines, are covered.

Von Vorteil ist, wenn es sich bei der Vorrichtung um eine Sämaschine handelt, wenn sie ein Särohr aufweist, das eine Sensoranordnung aufweist. Werden mehrere Sensoranordnungen an mehreren Särohren vorgesehen, so ist eine exakte Überwachung und Erfassung der Längs- und Querverteilung möglich. It is advantageous if the device is a seed drill if it has a seeding tube which has a sensor arrangement. If several sensor arrangements are provided on several seed pipes, an exact monitoring and detection of the longitudinal and lateral distribution is possible.

Schließlich umfasst ein letzter Aspekt der Erfindung eine Verwendung eines monostatischen Dauerstrichradars zur Messung eines in Bewegung befindlichen Gutstroms aus Teilchen in einem Leitungssystem, wobei die Teilchen quantitativ erfasst werden und/oder gezählt werden.Finally, a final aspect of the invention involves the use of a monostatic continuous wave radar to measure a moving bulk flow of particles in a conduit system, which particles are quantitatively detected and / or counted.

Das Dauerstrichradar kann frequenz- oder amplitudenmoduliert sein. Auch eine Verwendung eines gepulsten Radars ist möglich.The continuous wave radar may be frequency or amplitude modulated. It is also possible to use a pulsed radar.

Zusammenfassend hat der erfinderische Gedanke der vorliegenden Anmeldung folgende Vorteile:
Die hochauflösende Messung ermöglicht die Erfassung der Durchsatzmenge und die Einzelkornzählung. Eine Messung an allen Särohren einer Sämaschine ermöglicht eine exakte Überwachung und Erfassung der Längs- und Querverteilung. Eine Detektion einer Teilblockade mit Verringerung des Durchsatzes an einzelnen Särohren ist nicht erst bei vollständiger Füllung des Särohres bis zur Messstelle auf Grund der Blockade möglich. Weiter ist eine Detektion und Überwachung der Abschaltung des Saatgutflusses in einzelnen Leitungen bei der Anlage von Fahrgassen möglich. Die Messbarkeit des Durchsatzes in einzelnen Leitungen eröffnet zusammenfassend also Optimierungspotentiale durch eine Blockadeerkennung in einem frühen Stadium und die Überwachung, Steuerung und Regelung der Längs- und Querverteilung.In summary, the inventive idea of the present application has the following advantages:
The high-resolution measurement enables the collection of the throughput quantity and the single grain count. A measurement on all seeding tubes of a seeder allows an exact monitoring and recording of the longitudinal and lateral distribution. Detection of a partial blockade with a reduction in the throughput of individual seeding tubes is not possible until the seeding tube is completely filled up to the measuring point due to the blockage. Furthermore, a detection and monitoring of the shutdown of the seed flow in individual lines in the installation of tramlines is possible. In summary, the measurability of the throughput in individual lines thus opens up potential for optimization through blockade detection at an early stage and the monitoring, control and regulation of the longitudinal and lateral distribution.

Weiter vereinfacht die Zählbarkeit der Einzelkörner wesentlich die Kalibrierung und Einstellung der Sämaschine. Ein Kalibriervorgang mit Verwiegung kann entfallen.Furthermore, the countability of the individual grains significantly simplifies the calibration and setting of the seed drill. A calibration process with weighing can be omitted.

Eine Erkennung von Dopplungen und Mehrfachbelegungen durch überlappende Körner anhand der Signalamplitude ist möglich.Detection of duplication and overlapping of overlapping grains based on signal amplitude is possible.

Durch Ausgestaltung als Sensoranordnung ist eine einfache Montage und Nachrüstung an bestehenden Maschinen ohne konstruktive Änderungen denkbar. Es sind keine Veränderungen notwendig, da keine Einbauten im Förderweg erfolgen. Die Sensoranordnung wird vielmehr von außen an der vorhandenen Leitung anliegend angebracht.By design as a sensor assembly a simple assembly and retrofitting to existing machines without design changes is conceivable. There are no changes necessary because no installations are made in the conveyor. Rather, the sensor assembly is attached to the existing line from the outside.

Im Gegensatz zu optischen Sensoren ist die vorgeschlagene Anordnung unempfindlich gegenüber Verschmutzung. Sie ist weiter vergleichsweise einfach in der Konstruktion und kostengünstig herzustellen.Unlike optical sensors, the proposed arrangement is insensitive to contamination. It is also comparatively simple in construction and inexpensive to manufacture.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.The invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment with reference to the drawings.

Hierin zeigen:Herein show:

1 eine Prinzipskizze einer Schaltung für eine Sensoranordnung, 1 a schematic diagram of a circuit for a sensor arrangement,

2 ein Dopplersignal eines einzelnen Korns, aufgenommen bei freiem Fall durch eine Leitung vor dem Radar Frontend, 2 a single grain Doppler signal taken in free fall through a line in front of the radar frontend,

3 ein Dopplersignal eines Körnergutstroms, 3 a Doppler signal of a Körnergutstroms,

4 eine schematische Darstellung einer Sensoranordnung mit einer Leitung in Seitenansicht, und 4 a schematic representation of a sensor arrangement with a line in side view, and

5 eine schematische Darstellung einer Sensoranordnung mit einer Leitung in Draufsicht. 5 a schematic representation of a sensor arrangement with a line in plan view.

Wie auf der Prinzipskizze in 1 erkennbar, wird das vom Oszillator O erzeugte Mikrowellensignal über den Sender auf das Gut G gesendet. Ein Teil dieses Signals wird auf die Empfangsantenne E reflektiert. Durch einen Mischer M werden die beiden Signale überlagert. Hieraus entsteht das Dopplerfrequenzsignal fD, welches durch einen Verstärker bzw. Filter VE verstärkt wird. Nach der Verarbeitung in einem Analog-Digital-Umsetzer ADU und einem Mikrocontroller MCU wird das Ergebnis ausgegeben.As on the outline sketch in 1 recognizable, the microwave signal generated by the oscillator O is sent via the transmitter to the good G. A part of this signal is reflected on the receiving antenna E. By a mixer M, the two signals are superimposed. This results in the Doppler frequency signal f D , which is amplified by an amplifier or filter VE. After processing in an analog-to-digital converter ADU and a microcontroller MCU, the result is output.

Die 2 und 3 zeigen Beispiele eines solchen Dopplersignals fD.The 2 and 3 show examples of such a Doppler signal f D.

Die in 4 und 5 dargestellte Sensoranordnung 1 ist mit einem Rohr 2 verbunden. In dem Rohr 2 wird ein Gutstrom mit einzelnen Körnern 3 gefördert. Die Sensoranordnung mit einem Radar Frontend 4, das mit einer elektronischen Schaltung 5 auf einer Platine verbunden ist, ist in einem Metallgehäuse 6 angeordnet. Durch ein Kabel 7 werden die Messergebnisse des Radar Frontends 4, die durch die Elektronik 5 verarbeitetet wurden, weitergeleitet.In the 4 and 5 illustrated sensor arrangement 1 is with a pipe 2 connected. In the pipe 2 becomes a good stream with individual grains 3 promoted. The sensor assembly with a radar frontend 4 that with an electronic circuit 5 Connected on a circuit board is in a metal case 6 arranged. Through a cable 7 become the measurement results of the radar frontend 4 that through the electronics 5 processed, forwarded.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 4782282 [0005] US 4782282 [0005]
  • US 4246469 [0006] US 4246469 [0006]

Claims (19)

Verfahren zur Messung eines leitungsgeführten Gutstroms mittels Mikrowellen, dadurch gekennzeichnet, dass ein gesendetes Mikrowellensignal und ein vom Gut reflektiertes Empfangssignal überlagert werden und dass das sich daraus ergebende niederfrequente Schwebungssignal gemessen wird.Method for measuring a conducted good current by means of microwaves, characterized in that a transmitted microwave signal and a received signal reflected by the good are superimposed and that the resulting low-frequency beat signal is measured. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aus Amplitude des Schwebungssignals die Gutstrommenge bzw. die Größe der Körner berechnet wird.A method according to claim 1, characterized in that from the amplitude of the beat signal, the Gutstrommenge or the size of the grains is calculated. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Frequenz des Schwebungssignals die Gutgeschwindigkeit berechnet wird.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the material velocity is calculated from the frequency of the beat signal. Sensoranordnung, welche so ausgestaltet ist, dass ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 durchführbar ist.Sensor arrangement which is designed so that a method according to any one of claims 1 to 3 is feasible. Sensoranordnung insbesondere nach Anspruch 4 zur Messung eines leitungsgeführten Gutstroms mittels Mikrowellen mit einem Mikrowellensender und einem Mikrowellenempfänger, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender und der Empfänger so angeordnet sind, dass die Mikrowellen durch den Sender in einen Gutstrom gesendet werden und von dem Gutstrom auf den Empfänger reflektiert werden.Sensor arrangement, in particular according to claim 4 for measuring a conducted good current by means of microwaves with a microwave transmitter and a microwave receiver, characterized in that the transmitter and the receiver are arranged so that the microwaves are sent by the transmitter in a flow and from the flow of goods to the receiver be reflected. Sensoranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender Mikrowellen mit einer Frequenz von 0,2 GHz bis 600 GHz, insbesondere von 0,3 GHz bis 300 GHz, abstrahlt.Sensor arrangement according to claim 4, characterized in that the transmitter emits microwaves with a frequency of 0.2 GHz to 600 GHz, in particular from 0.3 GHz to 300 GHz. Sensoranordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender und der Empfänger Antennen aufweisen.Sensor arrangement according to claim 5 or 6, characterized in that the transmitter and the receiver have antennas. Sensoranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Antenne als planare Antenne ausgebildet ist.Sensor arrangement according to claim 7, characterized in that an antenna is designed as a planar antenna. Sensoranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Antenne als Punktstrahler mit den Gutstrom abdeckender Hauptkeule der Abstrahlcharakteristik ausgebildet ist.Sensor arrangement according to claim 7, characterized in that an antenna is designed as a spotlight with the Gutstrom covering the main lobe of the emission characteristic. Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Leitung für den Gutstrom aufweist.Sensor arrangement according to one of claims 4 to 9, characterized in that it comprises a conduit for the flow of material. Sensoranordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine pneumatische Förderung für den Gutstrom aufweist.Sensor arrangement according to claim 10, characterized in that it comprises a pneumatic conveying for the material flow. Sensoranordnung nach einem Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung abfallend angeordnet ist.Sensor arrangement according to one of claims 9 or 10, characterized in that the line is arranged sloping. Sensoranordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung aus einem für das Mikrowellensignal durchlässigen Material besteht.Sensor arrangement according to claim 10, characterized in that the line consists of a permeable to the microwave signal material. Vorrichtung mit einer Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 13.Device with a sensor arrangement according to one of claims 4 to 13. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Sämaschine ist.Apparatus according to claim 14, characterized in that it is a sowing machine. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Särohr aufweist, das eine Sensoranordnung aufweist.Apparatus according to claim 15, characterized in that it comprises a Särohr having a sensor arrangement. Verwendung eines monostatischen Dauerstrichradars zur Messung eines in Bewegung befindlichen Gutstroms aus Teilchen in einem Leitungssystem, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilchen quantitativ erfasst werden und/oder gezählt werden.Use of a monostatic continuous wave radar for measuring a moving good stream of particles in a line system, characterized in that the particles are detected quantitatively and / or counted. Verwendung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Dauerstrichradar frequenz- oder amplitudenmoduliert ist.Use according to claim 17, characterized in that the continuous wave radar is frequency or amplitude modulated. Verwendung eines gepulsten Radars zur Messung eines in Bewegung befindlichen Gutstroms aus Teilchen in einem Leitungssystem, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilchen quantitativ erfasst werden und/oder gezählt werden.Use of a pulsed radar for measuring a moving good stream of particles in a conduit system, characterized in that the particles are detected quantitatively and / or counted.
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